LED基礎知識之集膚效應

大家在做LED測試時(shí)應該會(huì )發(fā)現當以高頻電流驅動(dòng)器，經(jīng)常會(huì )出現燒黑現象，最終導致死燈。具體表現在金線(xiàn)周?chē)z體因持續高溫下硅膠碳化燒黑，這是由于高頻下阻抗遠高于直流阻抗，阻抗的升高使金線(xiàn)發(fā)熱更加嚴重使膠體燒黑，產(chǎn)生這一現象的原因就是集膚效應。

1、什么是集膚效應

集膚效應又叫趨膚效應,當交變電流通過(guò)導體時(shí),電流將集中在導體表面流過(guò),這種現象叫集膚效應。集膚效應是電磁學(xué)，渦流學(xué)(渦旋電流)的術(shù)語(yǔ)。這種現象是由通電鐵磁性材料，靠近未通電的鐵磁性材料，在未通電的鐵磁性材料表面產(chǎn)生方向相反的磁場(chǎng)，有了磁場(chǎng)就會(huì )產(chǎn)生切割磁力線(xiàn)的電流，這個(gè)電流就是所謂的渦旋電流，這個(gè)現象就是集膚效應。

2、集膚效應的原理

集膚效應是電流或電壓以頻率較高的電子在導體中傳導時(shí),會(huì )*于總導體表層,而非平均分布于整個(gè)導體的截面積中。趨膚效應使導體的有效電阻增加。頻率越高，趨膚效應越顯著(zhù)。當頻率很高的電流通過(guò)導線(xiàn)時(shí)，可以認為電流只在導線(xiàn)表面上很薄的一層中流過(guò)，這等效于導線(xiàn)的截面減小，電阻增大。既然導線(xiàn)的中心部分幾乎沒(méi)有電流通過(guò)，就可以把這中心部分除去以節約材料。因此，在高頻電路中可以采用空心導線(xiàn)代替實(shí)心導線(xiàn)。此外，為了削弱趨膚效應，在高頻電路中也往往使用多股相互絕緣細導線(xiàn)編織成束來(lái)代替同樣截面積的粗導線(xiàn)，這種多股線(xiàn)束稱(chēng)為辮線(xiàn)。

3、集膚效應的應用

導體中交變電磁場(chǎng)的強度隨著(zhù)進(jìn)入導體的深度而呈指數遞減，因此在防曬霜中混入導體微粒(一般是氧化鋅和氧化鈦)，就能使陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)(高頻電磁波)的強度減低。這便是物理防曬的原理之一。此外，趨膚效應也是電磁屏蔽的方法之一，利用趨膚效應可以阻止高頻電磁波透入良導體而作成電磁屏蔽裝置，這也是電梯中，手機收訊不好的原因。在工業(yè)應用方面，利用趨膚效應可以對金屬進(jìn)行表面淬火。